Радиатор для диода д242

Радиатор для диода д242

Собирая электронное устройство из набора электронных компонентов, попросту радиоконструктора, полезно ознакомиться с опытом предшественников, тех, кто уже его собрал и успел поделиться приобретённой информацией, например на сайтах «Радиосхемы», «Элво», «Технообзор» или «Эл-схема». Это не только убережёт от ошибок, но и даст возможность привнести в проект что-то новое, полезное для работы схемы собираемого устройства.

Набор для сборки блока питания был укомплектован выпрямительными диодами 1N5408, их максимальное обратное напряжение 1000 В, максимальный постоянный прямой ток 3 А. Выходное напряжение БП 0 – 30 В, а выходной ток от 2 мА до 3 А и уже собравший его радиолюбитель сетует на то. что эти диоды при токе даже 2 А нещадно греются и советует произвести их обязательную замену на более мощные. То, что греются не удивительно, ибо при выходном токе в 3 А выпрямительные диоды на входе должны быть установлены как минимум на 5 А. Однако при таком подходе, как минимум, треть компонентов любого набора для сборки электронных устройств придётся подвергать замене. Считаю правильнее подойти к этому вопросу более объективно и взвешенно. Так каждый радиолюбитель уже заранее знает, какой ток он реально собирается снимать с выхода собираемого БП. В данном конкретном случае это будет максимум 1 А, на всякий случай буду иметь ввиду кратковременно до 1,5 А. БП питания вполне выдержит эту нагрузку, но для того чтобы облегчить ему выполнение этой задачи можно кое что сделать.

Самый простой способ охлаждения электрорадиодеталей (ЭРИ) — пассивное отведение тепла с применением радиаторов. Он основан на явлениях теплопроводности материалов и естественной конвекции. Собственные размеры полупроводникового кристалла весьма малы, чтобы конвекции хватало для его охлаждения. А вот при закреплении корпуса электронного компонента на радиаторе многократно увеличивается площадь охлаждаемой поверхности. За счет теплопроводности тепло от корпуса охлаждаемой детали передается металлическому радиатору. Установка диодов на радиаторы охлаждения давно известна, но эти диоды должны быть соответствующей конструкции (с одного конца резьба с гайкой), а вот как быть с обычными выводными. И этот вопрос решён, так на платах подвергаемых разбору не редко можно видеть выводной диод оборудованный радиатором охлаждения. Нашлась даже парочка снятых, и если радиатор слева сделан из жести, то правый выглядит вполне солидно. Всё вместе взятое вдохновило.

Из листового железа вырезал полоски шириной по диаметру диодов и длиной в два раза больше их длины. Зачистил наждачкой и просверлил отверстия в соответствии с толщиной выводов у диодов. Расстояние отверстия от края чуть больше диаметра диода. Затем первый изгиб – загнутая плоскость плотно прилегает к корпусу диода. Второй изгиб – на уровне изгиба вывода, только вертикально вверх.

Осталось припаять изготовленный радиатор к выводу диода, олово обычное, вот только флюс применил Ф-38н, рекомендованный для стали. Для прилегания горизонтальной плоскости радиатора к корпусу перед пайкой фиксировал её пассатижами. В итоге получил диоды с радиаторами, которые свою функцию охлаждения будут выполнять исправно и избавят диоды от немалого количества избыточного тепла.

Это простейшие пластинчатые радиаторы, усовершенствованный теплоотвод представляет собой набор из нескольких пластин, загнутых в разные стороны. Для изготовления пластинчатых радиаторов следует использовать пластины с толщиной не менее 1,5 миллиметров. Лучшей эффективностью обладают теплоотводы, выполненные из меди.

Чуть более совершенный радиатор, возможно дальнейшее его усложнение. К недостаткам радиаторов относится относительно невысокая эффективность и значительные габариты: так на 1 Вт мощности требуется охлаждающая поверхность площадью от 25 до 250 см квадратных. Однако этот способ охлаждения не требует никаких последующих затрат после его организации и это объективно является абсолютным преимуществом перед прочими. Автор Babay iz Barnaula.

Обсудить статью КАК ПРИДЕЛАТЬ РАДИАТОР К ДИОДУ

Rob. никакое охлаждение не поможет-разница температур на поверхности и на переходе от нас никак не зависит, а только от теплопроводности кристалла.

Теплопроводность кремния 1.2 Вт/см•К, площадь кристалла 0,4*0,4=0,16см2, толщина кристалла диода 0,05см.
Толщину я взял примерно. Реально она кажется больше.

Читайте также:  Дворники на шевроле авео т250 размер

Тепловое сопротивление кристалла вычисляем по формуле:
R = Толщина / ( Теплопроводность х Площадь ) = 0,05см / ( 1.2 Вт/см•К х 0,16см2 ) = 0,26 С/Вт.

При максимальной температуре кристалла 125С, комнатной 25С и идеальном радиаторе получим максимальную рассеиваемую мощность (125С-25С)/0,26С/Вт=384Вт.

Ну и отсюда получаем предельный ток 384Вт/2В=192А.

Это только для кристалла диода. А так как он припаян к радиатору, нужно учесть ещё тепловое сопротивление припоя.
При толщине слоя припоя 0,2мм его тепловое сопротивление равно 0,25С/Вт.
Значит, общее тепловое сопротивление кристалл-радиатор будет 0,26С/Вт+0,25С/Вт=0,51С/Вт и рассеиваемая мощность такой связки уменьшится до (125С-25С)/0,51С/Вт=196Вт.
В этом случае максимальный ток получаем не более 196Вт/1,5В=130А, что не плохо согласуется с Вашими экспериментальными данными. Погрешность может быть вызвана примерно взятой толщиной кристалла и припоя.

Если принять реальные параметры охлаждения — стандартный радиатор площадью 600см2 с тепловым сопротивлением не менее 2С/Вт и температуру среды 50 градусов, то получим допустимую рассеиваемую мощность для одного кристалла диода (125С-50С)/2,51С/Вт=30Вт, что согласно Вашим же данным соответствует току 30А.

А это значение, практически, соответствует справочному.

Указываемые в справочниках максимальные токи п/п "привязаны" к применяемым корпусам и учитывают среднестатистические условия работы. Потому что именно корпус является самым слабым звеном при охлаждении кристалла п/п. Сам же кристалл в состоянии пропускать много бОльшие токи и рассеивать много бОльшие мощности.

В данном примере получается, что максимальные характеристики именно кристалла диода Д242 ограничены током, примерно, 190А и мощностью 380Вт.
Корпус диода ограничивает эти характеристики значениями 30А и 30Вт.

Используя другой конструктив корпуса вполне возможно эксплуатировать этот диод при бОльших токах и мощностях. Ограничивающими ток факторами, в этом случае, будут толщина припоя при пайке кристалла, площадь радиатора и температура окружающей среды.
Имея эти данные, думаю, можно с достаточной точность рассчитать максимальное значение тока в новом конструктиве корпуса.

DWD, думаю теперь представляю с чем имею дело. Только одна непонятка осталась — в первом диоде не было компенсатора, а вот те,что разобрал сейчас. картина такая ,до 76г. кристалл круглый,компенсатор в наличии,тоже круг,размером чуть больше кристалла, а вот после 80г. кристалл квадрат, компенсатора нет вообще ни в каком виде. Что это, лучше технология самого кристалла (старые чуть толще,не сильно,но заметно,не от того ли старым нужно,новым/тонким нет? ), брак,разные заводы выпускали,или выяснилось,что для этого конкретного кристалла при рабочих режимах он не так уж и нужен . Статистика пока небольшая, но пока укладывается в такую систему.

Rob: после 80г. кристалл квадрат, компенсатора нет вообще ни в каком виде.

Понятно, реалии всеобщего пофигизма к результату.
Ладно, послезавтра предстоят массовые испытания, два квадрата и три кругляша. Надо бы еще попробовать как оно все поведет себя с компенсаторами,и те,и эти, но подложек медных всего пять. Попробую вывести нечто общее для каждого кристалла.

если память не изменяет на компенсатор шел спец сплав-ковар (имеющий равный с кристалом КЛР)

Rob: Понятно, реалии всеобщего пофигизма к результату.

Я тоже так думаю.

Rob. картина такая ,до 76г. кристалл круглый,компенсатор в наличии,тоже круг,размером чуть больше кристалла, а вот после 80г. кристалл квадрат, компенсатора нет.

Наверно зависит от производителя.
Только что разобрал один диод Д242А с датой выпуска апрель 1988г. — кристалл круглый (6х0.3мм), компенсатор есть (6.5х0.5мм).

Из-за меньшей толщины кристалла получается, что ток, ограниченный самим кристаллом, просто бешеный.

Читайте также:  Почему вылетает яндекс навигатор на андроид

Повторный расчёт для круглого кристалла ( в предыдущем была ошибка в формуле):

Площадь кристалла при диаметре 6мм равна 28мм2.
Тепловое сопротивление кристалла:
R = Толщина / ( Теплопроводность х Площадь ) = 300мк / ( 84. 126 Вт/см•К х 28мм2 ) = 0,085. 0,128С/Вт.
При максимальной температуре кристалла 125С, комнатной 25С и идеальном теплоотводе получим максимальную рассеиваемую мощность кристалла (125С-25С)/0,085. 0,128С/Вт=780. 1176Вт.
Отсюда получаем предельный ток 780. 1176Вт/2В=390. 588А.
Круто.

Припаиваем кристалл на радиатор.
При толщине слоя припоя 0,1мм его тепловое сопротивление равно 0,071С/Вт.
Значит, общее тепловое сопротивление кристалл-радиатор будет 0,085. 0,128С/Вт+0,071С/Вт=0,156. 0,199С/Вт и рассеиваемая мощность такой связки уменьшится до (125С-25С)/0,156. 0,199С/Вт=502. 640Вт.
В этом случае максимальный ток получаем не более 502. 640Вт/2В=250. 320А.

Это при условии идеального радиатора.
С реальным, скажем, с площадью поверхности 1000см2, который имеет тепловое сопротивление радиатор-воздух 0,5С/Вт общее тепловое сопротивление кристалл-воздух получится:
0,085. 0,128С/Вт+0,071С/Вт+0,5С/Вт=0,656. 0,699С/Вт.

Рассеиваемая мощность:
(125С-25С)/0,656. 0,699С/Вт=143. 152Вт.

Ну и предельный ток:
143. 152Вт/1,4В=102. 108А.

Rob, думаю, результат не плохо согласуется с Вашими данными, сведенными в таблицу (в конце предыдущей страницы).
Правда, предельное значение тока, при котором зависимость его от падения напряжения линейна, в Вашем случае получилась меньше (порядка 70А), но это потому, что в Вашем случае есть ещё два промежуточных слоя — медная пластина и термопаста.

Вообще-то прикольно получается.
Нужно будет на досуге прилепить этот кристалл к какому нибудь радиатору и проверить его возможности, а то слишком уж красиво выходит — распаять 4 кристалла на сравнительно небольшой радиатор и можно ставить в выпрямитель сварочного аппарата.
Не верится.

DWD, насчет производителя и формы кристалла вы похоже правы, попался и не укладывающийся в общую статистику. В остальном ‘буду поглядеть’ ,пока нет возможности заняться испытаниями- подкинули работы ‘на выезд’. Тем не менее планов по выяснению что оно такое не оставил, примерно через неделю дорвусь таки до игрушек. Только одно небольшое ‘но’ — между медяхой и плитой не было пасты, но площадь контакта плиты и меди примерно 100см^2,сам кристалл припаян на куске медной шины от. чего то, примерно 8Х12 см.
Что ж до сварки. почему бы и нет ? Ежели на кд 202 мост тянет графитовый стержень 1.5-2 мм и весьма удобно варит этим стержнем металл 0.5-1.5 мм . и это при том,что кристаллик ведь там куда как меньше,да еще в корпусе, корпус на радиатор без пасты и притирки, вобщем далеко от идеала. Тут же создаются ну прямо райские условия для более мощного кристалла, вполне возможно и приспособить для такой цели. Конечно — сначала статистики. Мало ли что я пару кристаллов сжег на нереальных токах,вдруг исключение? У меня их тут действительно много, так что на испытания предполагаю десятка два пожертвовать. Тоже кучка получается не то чтоб маленькая, но за то более или менее достоверная статистика будет.

вы господа кулибины походу революцию в ПП хотите сделать?
НЕ ВЫЙДЕТ ТАМ СТОКА УСЛОВИЙ а вы считаете тока тепло!
если все было так просто интел и амд уже давнобы делали сварочники мосты размером с КУ202. но не выходит никак
структура деградирует прямо на глазах-чем мелче тем быстрее. увы и ах!
испытания типа ваших припаял кистал на серебряный кирпич и дал 200а на 1сек не вс счет
попробуйте тоже сделать на 5000часов ресурса хотябы(но и это мало) -выход годных будет 10в минус 3 степени

Почему ж революцию? Вполне все в пределах реального. Другой вопрос что подобные вещи промышленно не выпускаются. Вы видели ,для примера , проц с ИНТЕГРИРОВАНЫМ радиатором? Или радиатор с интегрированым процом, не вполне понятно что с чем. И я не видел.
Нету таких,то есть вообще нету,не технологично для массового выпуска, гораздо проще затолкать тот кристалл в маленький корпус и отдельно наштамповать ‘серебряных кирпичей’ -пускай потребитель разбирается сколько от того кирпича отпилить потребно,по ситуации. И потом, подобные изделия можно считать штучными, своего рода концепт, а концепт практически всегда кроет серийные изделия.
Что ж до условий, то да,не все можно замерить/проверить на коленке,те же механические напряжения в материале проблематично,но и по косвенным признакам тоже можно некоторые выводы сделать, лично для себя ,на конвеер подобные самоделки не попадут однозначно. Да. возвращаясь к условиям,как там насчет нормального монтажа,в условиях есть нормы толщины слоя припоя под кристаллом и перекоса за счет него? То,что я вижу внутри после вскрытия никакой критики не выдерживает на этот счет, впечатление такое, что половину тех кристаллов просто бросили в лужу припоя (из нескольких можно было ВЫЛИВАТЬ явно лишнее) частично в нем утопив, и ничего, явно не одну тысячу часов отпахал агрегат.

Читайте также:  Расход топлива на в 140

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

Диоды Д242, Д242А, Д242Б, Д243, Д243А, Д243Б, Д245, Д245А, Д245Б, Д246, Д246А, Д246Б, Д247, Д247Б, Д248Б, технические характеристики, описание

▼ Диоды Д242, Д242А, Д242Б, Д243, Д243А, Д243Б, Д245, Д245А, Д245Б, Д246, Д246А, Д246Б, Д247, Д247Б, Д248Б кремниевые, диффузионные.

Предназначены для преобразования переменного напряжения частотой до 1,1 кГц.
Выпускаются в металлостеклянном корпусе с жесткими выводами.
Тип диода и схема соединения электродов с выводами приводятся на корпусе.
Тип корпуса: КДЮ-11-4.
Технические условия: аА0.336.206 ТУ.
Масса диодов с комплектующими деталями не более 18 г.

При креплении диодов усилие затяжки должно быть не более 1,96 Н х м (0,2 кгс х м). При этом запрещается прилагать к изолированному выводу усилие, превышающее 9,8 Н (1 кгс), так как это может привести к нарушению целостности стеклянного изолятора.
Размеры радиатора рассчитываются из условия, что диод является точечным источником теплоты, рассеивающим мощность 2 Uпр, ср Iпр, ср.
При последовательном соединении диодов рекомендуется применять диоды одного типа и шунтировать каждый резистором сопротивлением 10. 15 кОм на каждые 100 В амплитуды обратного напряжения.

Рис.1 Габаритные размеры диодов Д242, Д242А, Д242Б, Д243, Д243А, Д243Б, Д245, Д245А, Д245Б, Д246, Д246А, Д246Б, Д247, Д247Б, Д248Б.

Основные технические характеристики диодов:

Тип диода Uпр В, (при Iпр А) Iобр мА, не более
(при Uобр В)
Uобр max, В Iпр max, А fд max, кГц T, °С
Д242 1,25 (10) 3 (100) 100 10 1,1
Д242А 1 (10) 3 (100) 100 10 1,1 -60 +130
Д242Б 1,5 (5) 3 (100) 100 5 1,1 -60 +130
Д243 1,25 (10) 3 (200) 200 10 1,1 -60 +130
Д243А 1 (10) 3 (200) 200 10 1,1 -60 +130
Д243Б 1,5 (5) 3 (200) 200 5 1,1 -60 +130
Д245 1,25 (10) 3 (300) 300 10 1,1 -60 +130
Д245А 1 (10) 3 (300) 300 10 1,1 -60 +130
Д245Б 1,5 (5) 3 (300) 300 5 1,1 -60 +130
Д246 1,25 (10) 3 (400) 400 10 1,1 -60 +130
Д246А 1 (10) 3 (400) 400 10 1,1 -60 +130
Д246Б 1,5 (5) 3 (400) 400 5 1,1 -60 +130
Д247 1,25 (10) 3 (500) 500 10 1,1 -60 +130
Д247Б 1,5 (5) 3 (500) 500 5 1,1 -60 +130
Д248Б 1,5 (5) 3 (600) 600 5 1,1 -60 +130

Буквенные обозначения параметров диодов:

Uпр — постоянное прямое напряжение;

Iобр — постоянный обратный ток;

Uобр max — максимальное постоянное обратное напряжение;

Iпр max — максимальный постоянный прямой ток;

fд max — максимальная рабочая частота диода;

Ссылка на основную публикацию
Противотуманные фары поло седан
Тема российского «бездорожья» и особых климатических условий в разных регионах страны сегодня очень актуальна для автомобилистов. Она прежде всего связана...
Провисла водительская дверь б5 видео
Провисание дверей автомобиля — «болезнь» поддержанных машин. Для решения данной проблемы часто приходиться прибегать к кардинальному методу замене (перевариванию) петель,...
Проверка штрафов гибдд по вину машины
⚡️Как по вин номеру проверить наличие штрафов ГИБДД? Что такое VIN и как он расшифровывается? Вин-номер — это идентификационный код...
Проставки на шевроле ланос
Стандартный ланос (с 5-витковыми передними пружинами и задними с зоной комфорта) — очень низкий.Впереди зима. Вытаскивание ланоса, севшего на днище...
Adblock detector